Екологічна аварія - локальний техногенний інцидент з немасштабними екологічними наслідками, але з можливими людськими жертвами і значними економічними збитками.

Екологічна катастрофа - широкомасштабна зміна екологічної та економічної ситуації, яка призводить до повної деградації екосистем, загибелі значної кількості живих істот, тривалої зміни характеру захворювань і надзвичайних соціально-економічних потрясінь.

Екологічний імператив - звернена до людей вимога (подібно до закону моральної категорії) обмежити і зупинити згубне для природи господарювання і в своїй діяльності співвимірювати антропогенний тиск на довкілля з екологічною витривалістю біосфери. Це дотримання всіх екологічних правил і вимог, обмежень і заборон, чинних і таких , що можуть виникнути в майбутньому, насамперед, збалансованість виробництва з природою, співіснування техносфери й біосфери згідно з конвенцією збереження та відтворення останньої.

Питання для самоконтролю:

1. Дайте сучасне визначення екології.

2. Чим відрізняються визначення екології, дані М.Реймерсом, Н.Вороновим від визначень М Назарука, консервативних біологів?

3. Назвіть основні структурні блоки сучасної екології.

4. Які ви знаєте основні завдання екології?

5. Що таке екологічний паспорт?

6. Що таке екологічний менеджмент?

7. Дайте визначення екологічній ліцензії й екологічному лізингу.

8. Що таке екологічний імператив?

9. Що таке біотична регуляція навколишнього середовища?

ЛЕКЦІЯ 2

НАЙГОЛОВНІШІ ЕКОЛОГІЧНІ ЗАКОНИ, ПРАВИЛА І ПРИНЦИПИ. МЕТОДОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ СУЧАСНОЇ ЕКОЛОГІЇ

2.1. Найголовніші екологічні закони, правила і принципи

Існує близько 250 законів, закономірностей, принципів і правил, якими користується сучасна екологія. Сучасному спеціалісту, в якій би галузі він не працював, потрібно знати основні закони і правила екології, щоб використовувати їх у своїй повсякденній практиці. Назвемо декілька екологічних законів, правил і принципів.

• Закон константності живої речовини в біосфері (В.Вернадський): кількість живої речовини (біомаса всіх організмів) біосфери для конкретної екологічної епохи є сталою.

• Закон мінімуму (Ю.Лібіх): біотичний потенціал (життєздатність, продуктивність організму, популяції, виду) лімітується тим з екологічних чинників середовища, який перебуває в мінімумі, хоча інші умови сприятливі.

• Закон необоротної еволюції (Л.Долло): еволюція незворотна; організм (популяція, вид) не може повернутися до попереднього стану.

• Закон послідовності проходження фаз розвитку: для природної екосистеми фази розвитку можуть проходити лише в еволюційно закріпленому порядку, як правило, - від простого до складного.

• Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (В.Вернадський): вся жива речовина Землі фізико-хімічно єдина. Шкідливе для однієї частини живої речовини не може бути байдужим до іншої. Будь-які фізичні агенти, смертельні для одних організмів, шкодять і іншим.

• Американський еколог Б.Коммонер (1974) дуже вдало сформулював свої чотири “закони”, які, по суті, об’єднують у собі по кілька найважливіших закономірностей і екологічних особливостей природи. Ці “закони” є скоріше екологічними аксіомами:

• все пов’язано з усім;

• все повинно кудись діватися;

• ніщо не дається задарма;

• природа знає краще.

Перша аксіома (“все пов’язано з усім”) підтверджує всезагальність зв’язків об’єктів і явищ у природі та в людському суспільстві. І природа, і суспільство перебувають в єдиній мережі системних взаємозв’язків.

Друга аксіома (“все повинно кудись діватися”) свідчить про закони збереження в природі. На відміну від людського виробництва, в природі не буває сміття. В біосфері завжди спостерігається кількісний баланс швидкостей синтезу живої речовини та її розкладання, що свідчить про високий ступінь замкненості колообігу речовини у біосфері. Діяльність же людини породила нагромадження в природі дедалі більшої кількості ксонобіотиків - чужорідних хімічному обігу живих істот синтетичних сполук. Ці сполуки стійкі, є сильними токсикантами і нагромаджуються у величезних кількостях, становлячи дедалі більшу загрозу для людства.

Третя аксіома (“ніщо не дається задарма” або ж - “за будь-які втручання і збитки природі треба платити”, або ж “природа за все віддячить”) вказує на те, якою ціною дістається людству науково-технічний прогрес. В економіці природі, як і в економіці людини, не існує безкоштовних ресурсів, Все, що було взято людиною з природи, мусить бути їй повернуто, компенсовано. Невиконання цього закону неминуче призводить до екологічної кризи.

Четверта аксіома (“природа знає краще”) свідчить про незрівнянні переваги природних конструкцій над людськими. Все, створене природою, пройшло надзвичайно жорсткий конкурс на місце в біосфері впродовж тисяч і мільйонів років природного добору і адаптації. При цьому головним критерієм добору була включеність у глобальний біотичний колообіг, збільшення його ефективності, заповнення всіх екологічних ніш, виключення “мертвих зон” в мережі природних взаємозв’язків.

Останнім часом формулюють ще один закон обмеженості ресурсів. Він стверджує, що згідно з законом константності кількості живої речовини на планеті, збільшення чисельності і маси одних організмів у глобальному масштабі може відбуватися лише за рахунок зменшення кількості й маси інших організмів. Саме суперечливість між швидкостями розмноження багатьох організмів і обмеженістю ресурсів харчування є своєрідним регулятором, що запобігає “біологічному вибуху” космічного масштабу. Маса продуктів для живлення всіх форм життя на Землі (зокрема й для людини) обмежена і вичерпна, тому виживання цивілізації можливе лише за умов реалізації обґрунтованих і жорстко контрольованих самообмежень.

■ Правило екологічної ніші: порожньою екологічна ніша не буває, вона обов’язково завжди заповнюється природним шляхом.

■ Принцип збалансованості природокористування: розвиток і розміщення об’єктів матеріального виробництва на певній території мають здійснюватися відповідно до її екологічної витривалості до техногенних навантажень.

Відомий еколог Д.Чирас визначив чотири основні загальні принципи, на підставі яких функціонує і розвивається природа:

■ рециклічності, або повторного багаторазового використання найважливіших речовин;

■ постійного відновлення ресурсів;

■ консервативного споживання, коли живі істоти споживають лише необхідне і в такій кількості, яка їм потрібна;

■ популяційного контролю - природа не допускає вибухоподібного зростання популяцій, регулюючи кількість особин того чи іншого виду створенням відповідних умов для його існування та розмноження.

Визначені і кілька природоохоронних правил і законів, серед яких наведемо:

■ закон шагреневої шкіри: глобальний початковий природно-ресурсний потенціал безперервно виснажується у процесі розвитку людства, і це потребує від людства науково-технічного вдосконалення природокористування;

■ закон неусуненості відходів: відходи, що утворюються у будь-якому господарстві, цілком усунути (ліквідувати) неможливо, вони можуть бути лише переведені з однієї фізико-хімічної форми в іншу, або переміщені в просторі; це відповідає закону збереження маси та енергії (сумарна кількість відходів у вигляді речовин, енергії та ін. фактично постійна, оскільки у виробничих циклах змінюється лише місце їх виникнення і фізико-хімічна або біологічна форма);

■ правило економіко-екологічного сприйняття, сформульоване Дж.Стайкосом у 1970 р., показує, що проблеми довкілля сприймаються в чотири етапи: 1) ні розмови, ні дії; 2) розмови, але бездіяльність; 3) розмови і початок діяльності; 4) припинення розмов, рішучі природоохоронні дії. Це відповідає таким фазам еколого-економічних відносин: 1) економічний розвиток за цілковитого ігнорування екологічних законів; 2) виникнення екологічних обмежень у природокористуванні; 3) розвиток суспільства з переважним дотриманням екологічного імперативу; 4) максимальна екологізація всіх сфер людської діяльності заради виживання;

■ принцип віддаленості події: явища, віддалені від нас у часі і просторі, психологічно здаються менш істотними, не надто важливими; прихильники цього принципу наражають себе на велику небезпеку.

2.2. Методологічні особливості сучасної екології

Основу методології сучасної екології складають комплексні використання натурних спостережень, вимірювань і досліджень, експериментальних лабораторних досліджень, екологічне картування і моделювання. Більшості екологічних досліджень притаманний системний підхід. У сучасних екологічних дослідженнях широко використовують методи інших наук - хімії, фізики, геології, біології, математики. Ці методи можна об’єднати в кілька груп, серед яких:

1. Методи реєстрацій та оцінки якості довкілля, насамперед різні типи екологічного моніторингу, зокрема біомоніторинг і біоіндикація, дистанційний аерокосмічний моніторинг.

2. Методи кількісного обліку організмів і методи оцінки біомаси та продуктивності рослин і тварин.

3. Вивчення особливостей впливу різних екологічних чинників на життєдіяльність організмів (як складні й тривалі спостереження в природі, так і, частіше, експерименти в лабораторних умовах - токсикологічні, біологічні, біофізичні, фізіологічні та ін.).

4. Комплексний еколого-економічний аналіз стану різних об’єктів, територій, галузей виробництва.

5. Геоекологічні методи дослідження, геоекологічний моніторинг з метою зменшення негативного впливу забруднювачів на довкілля.

6. Медико-екологічні методи вивчення впливу різних чинників на здоров’я людей.

7. Методи екологічного контролю стану довкілля: екологічна експертиза, екологічний аудит, екологічна паспортизація.

Як приклад, наведемо детальнішу характеристику екологічних досліджень методом біоіндикації. Біоіндикація (лат. indicare - вказувати, виявляти) - метод оцінки абіотичних і біотичних чинників середовища за допомогою біологічних систем. Організми, життєві функції яких тісно корелюють з певними чинниками середовища і можуть використовуватись для їх оцінки, називають біоіндикаторами. Ними можуть бути рослини, тварини, мікроорганізми, гриби. Наприклад, рослини можуть бути використані з метою визначення кислотності грунтів (див. схему).

Стресорами можуть бути температура (холод, спека), вода (посуха і затоплення), тиск, шум, магнетизм, електричний струм, хімічні речовини (солі, озон, оксиди нітрогену тощо). Існує кілька типів чутливості біоіндикаторів до часу розвитку біоіндикаційних процесів (рис.2.1): І - біоіндикатор діє через деякий час, впродовж якого він не реагував на вплив, і одразу втрачає чутливість (одноразова реакція); ІІ - реакція миттєва, але триває певний час, потім зникає; ІІІ - біоіндикатор реагує з моменту появи порушувального впливу з однаковою інтенсивністю тривалий час; ІV - після швидкої й сильної реакції відбувається її поступове згасання; V - при появі стресора починається реакція, яка посилюється, досягаючи максимуму, а потім згасає; VІ - реакція має синусоїдний характер і багаторазово повторюється.

Рослини - індикатори кислотності грунтів

Біоіндикатори використовують при веденні двох типів моніторингу пасивного і активного. Пасивний моніторинг - дослідження видимих і непомітних пошкоджень чи відхилень від норми - ознак стресового впливу в організмах, що вільно живуть у природі. Активний моніторинг - виявлення впливу біотичних і абіотичних чинників на тест-організми, які перебувають у стандартизованих умовах на досліджуваній території.

Ч - чутливість біоіндикатора Ст - стресор довкілля

Рис.2.1. Типи чутливості біоіндикаторів залежно від часу розвитку біоіндикаційних процесів

Залежно від змін, що відбуваються з живими організмами під впливом різних чинників, говорять про рівні біоіндикації. Які це зміни? Це можуть бути макроскопічні зміни - (некрози: відмирання окремих ділянок тканин, наприклад крайові некрози листя лип, що ростуть на тротуарах, зумовлені засоленням грунтів); зміна забарвлення (під впливом SO₂ в листі смородини руйнується хлорофіл і виявляється червоне забарвлення), передчасне старіння (під дією етилену; тому для прискорення дозрівання фруктів їх обробляють цим газом); обпадання листя; зміна форми чи розмірів органів; зниження продуктивності; навіть формування нехарактерної для певного виду крони (у разі забруднення повітря SO₂ і НF дерева набувають кущо- і подушкоподібних форм). Мікроскопічними змінами може бути зміна розмірів клітин і субклітинних структур (руйнування хлоропластів у листках під впливом SO₂ і NaCl тощо.

Для оцінки санітарного стану питної води визначають вміст однієї кишкової палички в певному її об’ємі. За цією характеристикою воду поділяють на 5 класів чистоти від першого (“здорова”) з об’ємом води 100 мл, в якому виявлена одна кишкова паличка, до п’ятого (“цілком нездорова”), якщо одна кишкова паличка виявлена в 0,01 мл такої води.

Здатність поглинати радіонукліди яскраво виражена у липи, в’яза, ясена, берези, тополі, полину, що робить їх не лише індикаторами, а й очисниками природного середовища.

Отже, приглядаючись до рослин і тварин, що нас оточують, помічаючи певні зміни в їх зовнішньому вигляді чи поведінці, можна оцінювати якість навколишнього середовища.